Im Fokus des Projekts PowerShade steht die Kombination von intelligent gesteuertem Sonnenschutz und flexibler Photovoltaiktechnologie. Ziel ist die Entwicklung von kostengünstigen und universell einsetzbaren stromgenerierenden Beschattungslösungen. Durch intelligente Regelung gekoppelt mit künstlicher Intelligenz sollen diese Systeme eine Steigerung der Energieflexibilität von Gebäuden im urbanen Raum ermöglichen. Bis zum Ende dieses Jahrhunderts werden weltweit 75 % der Menschen in Städten leben. Städte haben einen hohen Energiebedarf und sind besonders stark von den Auswirkungen des Klimawandels, u. a. durch den „Urban Heat Island“-Effekt, betroffen. Gleichzeitig besteht in Ballungsräumen ein großes Potenzial an Flächen, die für die Energieerzeugung genutzt werden könnten. Bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV), d. h. die Integration von PV in Fenster- und Fassadenelemente, spielt dabei eine zentrale Rolle. Mit dem innovativen Konzept von PowerShade werden neue Nutzungsflächen erschlossen, die mit herkömmlichen PV-Lösungen nicht zugänglich wären. Damit vervielfacht sich das Potenzial für die nachhaltige Energieerzeugung im urbanen Raum.

Intelligente, selbstlernende Steuerung

Die Integration von Photovoltaik in Sonnenschutzprodukte stellt große Herausforderungen an die PV-Technologie und an die Steuerung der Beschattungssysteme. Bei transparenten Gebäudeflächen besteht generell ein Nutzungskonflikt zwischen Blend- und Überhitzungsschutz einerseits und den Bedürfnissen der Gebäudenutzer*innen nach Sichtkontakt zur Außenwelt, Tagesbelichtung und dem Wunsch nach freier solarer Wärme andererseits. Die Integration von Photovoltaik macht diese Anforderungen noch deutlich komplexer. PV-Erträge gibt es nur zu Zeiten, in denen der Sonnenschutz aktiv (d. h. aus- bzw. abgefahren) ist. Zudem ist der Ertrag abhängig vom Kippwinkel der Lamellen sowie von den Verschattungen durch Nachbarlamellen und Leibungen. Im Rahmen des Projekts wird eine intelligente, selbstlernende Steuerung auf Basis neuronaler Netze entwickelt, um Energieströme und Nutzer*innen-Bedürfnisse aufeinander abzustimmen und ein Gleichgewicht zwischen den unterschiedlichen Aspekten der Gebäudenutzung herzustellen.

Kooperation von Forschung und Unternehmen

Ein Konsortium¹ unter der Leitung der FH Technikum Wien beschäftigt sich mit der Optimierung des PV-Systems hinsichtlich Leistung, Dauerhaftigkeit, Witterungsbeständigkeit und Erscheinungsbild der Module. Von den Sonnenschutzexperten des Tiroler Unternehmens HELLA werden biegsame, sehr leichte PV-Dünnschichtmodule in die Beschattungssysteme integriert. Inputs der FH Technikum Wien und der TU Wien fließen in die Produktkonzepte ein. In Simulationen und realen Tests werden die Lösungen in Bezug auf Strahlungsverhalten, Tageslichtversorgung, das Temperaturverhalten, das elektrische Verhalten und auf die mechanische Belastbarkeit untersucht. Das Team der TU Wien optimiert Gebäudesimu­lationsmodelle durch KI-Methoden, um so die definierten Ziele bestmöglich zu erfüllen und das Potenzial des stromgenerierenden Sonnen­schutzes aufzuzeigen. Die Forscher*innen der FH Technikum Wien mit ihrer Expertise auf dem Gebiet der BIPV sowie im Bereich der dynamischen Gebäudesimulation und der Analyse von Stadtquartieren, untersuchen diese integralen Simulationsmodelle in verschiedenen Szenarien. 
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¹ Projektpartner: Fachhochschule Technikum Wien (Projektleitung), TU Wien/Institut für Computertechnik, HELLA Sonnen- und Wetterschutztechnik GmbH